蒙脱石有机化改性研究进展及评价

蒙脱石有机化改性是其深加工利用的重要方法 ,改性后的蒙脱石在有机相中具有较好的凝胶、分散和吸附性能 ,是具有较好发展前景的非金属矿物材料之一 ,本文对蒙脱石有机化改性研究的关键技术进行了讨论     

蒙脱石矿物特性及开发利用前景

蒙脱石矿物是一类具有天然纳米结构的无机超高分子量硅酸盐聚合物。因其特殊的结构特性而具有独特的物化性能,享有“万能原料”的美名。对蒙脱石矿物表面改性,改变矿物表面的物化性能,如表面结构、电性、吸附性能和反应活性,大大拓宽蒙脱石矿物的应用范围。目前常用的蒙脱石改性方法有三种:活化法、无机/有机改性法和交联法。蒙脱石无机凝胶、生态型改性蒙脱石复合材料、分子自组装改型蒙脱石环境材料、复配蒙脱石医药辅料、大型隐蔽工程新型蒙脱石基防水材料等研究是未来几年蒙脱石的主要开发方向。     

直流电场作用下黏土矿物新生矿物试验研究

针对蒙脱石黏土矿物具有遇水软化、泥化和强膨胀等性质,以蒙脱石黏土矿物作为研究对象,在电位梯度为0.25 V.cm-1和0.5 V.cm-1及CaCl2电解液浓度为1 mol.L-1条件下进行改性,并对改性后蒙脱石黏土矿物的含量及新生矿物进行了试验研究。电场作用后,蒙脱石的含量降低,生成三水铝石、方解石、硬石膏等新矿物。     

蒙脱石/尼龙6纳米复合材料制备及性能研究

介绍了熔体挤出法蒙脱石／尼龙6纳米复合材料制备、性能、影响因素及应用前景。将自制的改性蒙脱石同尼龙6、稳定剂、硬脂酸等混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出造粒，制造的蒙脱石／尼龙6纳米复合材料拉伸强度84.41MPa、抗弯强度115.40MPa、热变形温度（0.45MPa)189℃。     

蒙脱石有机化插层改性及性能研究

蒙脱石是非金属黏土矿中的重要矿物品种,其有机化插层改性是其深加工高附加值利用的重要途径之一。改性后的蒙脱石在有机相中具有较好的分散性、凝胶性、吸附性和纳米效应等,结合对性能影响因素的探讨,对主要类型特性进行了评价。     

新型矸石聚合物材料制备及其性能分析

为了提高矸石聚氨酯充填材料的力学和热稳定性能,以蒙脱石为原料,分别以(3-氨丙基)三乙氧基硅烷(KH550)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和KH550与CTAB联用为改性剂制备具有高活性的黏土,并采用原位插层聚合法制备合成聚氨酯/蒙脱石(PU/MMT)纳米复合材料。探究采用不同改性方法改性后的蒙脱石对矸石聚合物充填材料力学和热稳定性能的影响。采用傅里叶红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和热重等分析手段研究了蒙脱石的层间距、蒙脱石的微观形貌和PU/MMT纳米复合材料的热稳定性,利用微机控制电液伺服压力机研究所制备样品的力学性能。结果表明:CTAB改性后使蒙脱石层间距增大,KH550改性对蒙脱石表面进行修饰,CTAB和KH550联合改性既可以增加蒙脱石层间距也起到对其表面进行修饰的作用;KH550和CTAB联用改性PU/MMT时,材料的抗压强度较PU提高了7倍,且材料的热稳定性有所提高,中心降解温度从410.73℃提高到411.16℃,残余量从9.146%上升到9.751%;矸石聚合物的抗压强度是700 kPa。     

蒙脱石/尼龙66纳米复合材料制备及性能表征

介绍了用于尼龙66熔体挤出法的改性蒙脱石粉体制备、性能及影响因素，将改性粉体同尼龙66、稳定剂、润滑剂等混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出造粒，制备的蒙脱石／尼龙66纳米复合材料拉伸强度97．4MPa、抗弯强度70．6MPa、缺口冲击强度6．0kJ／m^2。     

蒙脱石含量测定方法改进研究

用吸蓝量(MB)换算法测定蒙脱石含量,换算系数0.442不能用来准确计算其实际含量。由于吸蓝量和阳离子交换容量(CEC)与蒙脱石含量正相关,通过测定原矿、原矿提纯样以及提纯后杂质矿物的吸蓝量或CEC,进行加权或对比计算,即可得到原矿中蒙脱石的含量,这样可消除膨润土属性、属型等对测定结果的影响。改进的结果表明,不论加权法还是比值法,CEC也可用于测定蒙脱石含量;但加权法计算更为合理。蒙脱石、杂质矿物的纯度,以及它们的吸蓝量、CEC的精密度和准确度,是加权法测定准确与否的关键;比值法适用于细粒级或提纯后纯度较高情况下的测定。     

一种纳米复合材料用改性膨润土的制备及其性能研究

选用价格低廉的ε-己内酰胺对内蒙某膨润土矿样进行有机改性，采用正交试验法筛选出最佳的改性反应条件，得到一种可用来制备纳米复合材料的改性膨润土。然后，用该土与尼龙6进行原位聚合，经TEM测试，改性膨润土在尼龙6基体中发生解离，达到纳米级分散，同时尼龙6的力学性能和热稳定性得到大幅改善。这不仅拓宽了膨润土的应用领域，也达到了改性增强尼龙6的目的。     

天然矿物的机械力化学活化改性研究进展

天然矿物一般具有较高的晶格能和稳定的理化性质,导致其反应活性不足,在资源开发或作为功能 材料应用时受到一定限制,因而需要对天然矿物进行一定的活化改性处理。针对天然矿物的活化改性问题,综述 了机械力化学作用诱发矿物的晶体结构、表面性质和理化功能发生变化的效应与机制,及其在矿物表面有机化改 性、强化浸出和环境修复应用等方面的研究进展。机械力化学作用可以使矿物粒度减小、表面积增大、持续产生大 量新鲜表面、增加表面自由能,并最终提高其反应活性,实现矿物材料性能的优化或复杂矿物资源的选择性提取。 最后,总结了天然矿物的机械力化学活化改性研究存在的局限并提出了未来研究方向,旨在为提高国内外矿物资 源综合利用水平提供参考。     

宁国膨润土矿提纯及钠化改性研究

宁国膨润土原矿的主要矿物为钙基蒙脱石,杂质矿物为沸石、长石、石英等。采用精细沉降法对原矿进行提纯,提纯后的钙基膨润土采用碳酸钠进行钠化改性。利用粉末X-射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜、热重分析等手段,对钠化改性膨润土进行测试,结果表明,经钠化改性的膨润土具有良好的分散性,其膨胀容、阳离子交换容量均显著增加,为其工业应用提供了试验依据。     

二维蒙脱石的制备及环境功能应用

蒙脱石是一种典型的层状黏土矿物,储量丰富、价格低廉,具有良好的离子交换性能和水化膨胀特 性,在机械力作用力下易剥离为二维纳米片。剥离后的二维蒙脱石纳米片具有巨大的比表面积和丰富的活性位 点,可用于制备先进功能矿物材料。系统梳理了武汉理工大学矿物胶体化学团队近年来在蒙脱石剥离及其二维纳 米片功能化应用的研究工作。从宏观和微观分子尺度系统研究了蒙脱石水化膨胀过程及机理,阐述了蒙脱石层间 域环境对水化剥离的作用规律,提出了循环冷冻-解冻剥离二维蒙脱石纳米片新方法;构建了蒙脱石纳米片功能化 设计及组装调控体系,成功开发了基于蒙脱石二维纳米片的凝胶吸附剂、相变储能材料、阻燃材料、环境催化材料 和抑菌材料等先进功能材料,为廉价蒙脱石的高值化、功能化应用奠定了理论和技术基础。     

二维蒙脱石的制备及环境功能应用

蒙脱石是一种典型的层状黏土矿物，储量丰富、价格低廉，具有良好的离子交换性能和水化膨胀特 性，在机械力作用力下易剥离为二维纳米片。剥离后的二维蒙脱石纳米片具有巨大的比表面积和丰富的活性位 点，可用于制备先进功能矿物材料。系统梳理了武汉理工大学矿物胶体化学团队近年来在蒙脱石剥离及其二维纳 米片功能化应用的研究工作。从宏观和微观分子尺度系统研究了蒙脱石水化膨胀过程及机理，阐述了蒙脱石层间 域环境对水化剥离的作用规律，提出了循环冷冻-解冻剥离二维蒙脱石纳米片新方法；构建了蒙脱石纳米片功能化 设计及组装调控体系，成功开发了基于蒙脱石二维纳米片的凝胶吸附剂、相变储能材料、阻燃材料、环境催化材料 和抑菌材料等先进功能材料，为廉价蒙脱石的高值化、功能化应用奠定了理论和技术基础。     

矿物材料在催化脱硝方面的应用进展

近年来,在传统催化材料的研究基础上,伴随着矿物材料应用的不断发展,催化材料和矿物材料的研究者们认识到矿物经过处理后可以作为催化剂或者催化剂载体使用。锰矿、稀土矿、铁矿、蒙脱石、高岭土、坡缕石等,在经过一系列物理化学方法处理后可用于制备催化剂且有较好的催化性能。一部分金属氧化物矿物具有较好的氧化还原能力,用来做催化剂的活性组分;而另一部分矿物因其具有一定的特性,如比表面积大、孔隙结构丰富和能提供酸位点等优点,可以用来做催化剂的载体。上述矿物经过长期的地质演变形成特殊的物理结构和存在状态,充分挖掘矿物原有的表面性质、活性位点、价键形态等微观信息,并通过一系列的改性处理方法,可制备出高效绿色的催化产品。      

蒙脱石剥离二维纳米片及其功能化应用

蒙脱石作为一类典型的层状黏土矿物具有优异的物理化学特性,可通过剥离分离出具有二维结构特性的高径厚比片层单体。常用的剥离制备二维蒙脱石纳米片的方法有化学法、机械法和化学-机械法,通过剥离处理可使层间结合较弱的蒙脱石片层分离并均匀分散。剥离制备的二维蒙脱石纳米片可用于环境功能材料、储能材料、阻燃材料、纳米流体通道和智能材料等先进矿物功能材料的制备。本文综述了近年来二维蒙脱石纳米片的剥离制备方法及其功能化应用的研究进展,为层状黏土矿物高值化应用和深化研究提供思路。      

钙基、钙钠基蒙脱石与亚甲基蓝反应的研究

以浓度、PH和时间为因子研究了浙江横潭、仇山和广西宁明蒙脱石与亚甲基兰（MB）的反应。研究表明，MB_ 聚集于矿物内外表面，并产生二聚物（MB）_2。，陈化时间延长，出现游离MB_ 、三聚物（MB）_3。和高聚物、MBH_2 。氢氧化钠对钙基蒙脱石改性作用较大，增强蒙脱石的吸附活性。     

黏土矿物有机硅烷改性研究进展

黏土矿物由于具有独特的层状纳米结构特性,在基础研究和实际应用中引起人们普遍的关注。但黏土矿物的亲水性表面使其对材料性能的提升产生限制,因此采用有机硅烷对黏土矿物进行表面改性是改善黏土矿物表面性质的有效方法之一。经过有机硅烷改性的黏土矿物既具有黏土矿物特有的尺寸稳定性、吸附性和阻隔性等性能,又具有硅烷分子多种功能基团的反应活性,在聚合物纳米复合材料、载体材料和环境材料等领域具有广阔的应用前景,已成为近年来矿物学和材料科学的研究热点之一。综述了不同类型黏土矿物有机硅烷改性的研究进展,讨论了黏土矿物类型、有机硅烷种类和反应条件对改性黏土矿物结构的影响,同时对黏土矿物有机硅烷改性未来主要研究方向进行展望。      

抗菌矿物材料及其研究现状

抗菌矿物材料是指以矿物为载体,采用一定的加工工艺制备而成的具有抗菌性能的功能矿物材料.目前,抗菌矿物材料研究主要集中在载体矿物、抗菌剂和制备工艺等三个方面.载体矿物多利用具有微孔道结构和离子交换性能的天然矿物,如沸石、蒙脱石、坡缕石、海泡石和磷灰石等.当前应用于市场的抗菌矿物材料载体主要是采用人工合成的4A沸石,进一步加强以天然矿物为载体的抗菌材料的研究是一个重要发展方向.抗菌剂可分为有机抗菌剂和无机抗菌剂两大类.无机抗菌剂中,金属离子Ag+、Cu2+、Zn2+等的应用最为成功.而光催化TiO2如能解决制备、负载复杂耗时的瓶颈,也将会有相当广阔的应用前景.有机抗菌剂方面,季铵盐有机改性粘土矿物的研究很多,而在做抗菌材料方面的研究还有待加强.抗菌矿物材料制备一般有离子交换法、共沉淀法、共凝聚法、粉体烧结法和水解沉淀法等方法.     

有机蒙脱石对DAP基单向玻璃纤维层合板力学性能的影响

分别用有机蒙脱石DK2和MHAB-MMT改性邻苯二甲酸二烯丙酯/玻璃纤维（DAP/GF）层合板,通过X射线衍射仪分析、透射电子显微镜（TEM ）等测试方法对它们在DAP基体中的分散状况,及对层合板纵向弯曲性能及层间剪切强度（ILSS）的影响进行了研究．结果表明,两种有机蒙脱石均以插层形式分散于基体中,且MHAB-MMT在基体中分散更均匀,层间距与有机蒙脱石含量的关系不大．有机蒙脱石改性剂对层合板的纵向弯曲性能影响不大,而对层间剪切强度有较大影响：用不含可聚合基团的DK2改性层合板时,ILSS没有明显增加;而用含可聚合基团的MHAB-MMT改性层合板时,添加3％～5％可使ILSS增加14．8％．合理选择改性蒙脱石的表面活性剂,对增强复合材料层合板层间性能具有重要作用．     

聚丙烯/蒙脱石纳米复合材料的制备

用有机改性剂对蒙脱石进行改性后，以改性蒙脱石和聚丙烯为原料，采用熔融插层法制备聚丙烯／蒙脱石纳米复合材料。研究了改性剂种类和用量对蒙脱石有机改性效果的影响，考察了所制备纳米复合材料的力学性能与改性蒙脱石加入量之间的关系。结果表明：十六烷基三甲基溴化铵对蒙脱石的改性效果较好，其用茸为蒙脱石质鼍的20％时，蒙脱石的d（001）值由1．236nm增大到1．955nm；复合材料中改性蒙脱石的适寅质量分数为3％，在此条件下，复合材料的各种力学性能均比纯聚丙烯明显提高，其中抗弯强度提高15．46％。